JPH05213216A - Motor-operated power steering device - Google Patents

Motor-operated power steering device

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Publication number
JPH05213216A
JPH05213216A JP5620292A JP5620292A JPH05213216A JP H05213216 A JPH05213216 A JP H05213216A JP 5620292 A JP5620292 A JP 5620292A JP 5620292 A JP5620292 A JP 5620292A JP H05213216 A JPH05213216 A JP H05213216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
motor
driving state
vehicle speed
steering angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP5620292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Ogawa
幸男 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP5620292A priority Critical patent/JPH05213216A/en
Publication of JPH05213216A publication Critical patent/JPH05213216A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a steering sensation having high feeling by generating a proper assist force according to the driving state of a driver. CONSTITUTION:A motor-operated power steering device comprises a motor 6 coupled to a steering system and generating steering assist torque, a torque sensor 11 for detecting steering torque of a steering system, a car speed sensor 12 for detecting a car speed, and a control means 70 for controlling drive of the motor 6. Fuzzy inference is effected according to a given fuzzy rule based on a car speed and a steering angle by means of a steering angle sensor 41 for the steering angle of a steering system. A driving state estimating means 60 for estimating the driving state of a driver is provided and the control means 70 corrects a control value, by means of which driving of the motor 6 is controlled, based on a driving state estimated by the driving state estimating means 60.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電
動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータ
の回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリン
グ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus suitable for use in a vehicle, and more particularly to a power steering apparatus which assists a steering force with a rotational output of a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置と
して油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用
されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量
等の利点から今後とも増加傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, electric power steering systems using a motor instead of a hydraulic type have been used as a vehicle power steering device, and the motor has an increasing tendency in the future due to advantages such as small size and light weight as an actuator.

【0003】図7は従来の電動式パワーステアリング装
置の機械系の一例を示す構成図であり、この図におい
て、操舵ハンドル1の回転力はハンドル軸を介してピニ
オンギアを含むステアリングギア2に伝達されるととも
に、上記ピニオンギアによりラック軸3に伝達され、さ
らにナックルアーム等を経て車輪4が転向される。ま
た、コントロール装置5により制御駆動される操舵アシ
スト(補助)モータ(DCモータ)6の回転力はピニオ
ンギアを含むステアリングギア7とラック軸3との噛み
合いによりラック軸3に伝達され、ハンドル1による操
舵を補助することになる。ハンドル1とモータ6の回転
軸はギア2、7およびラック軸3により機械的に連結さ
れている。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a mechanical system of a conventional electric power steering apparatus. In this figure, the rotational force of a steering handle 1 is transmitted to a steering gear 2 including a pinion gear via a handle shaft. At the same time, it is transmitted to the rack shaft 3 by the pinion gear, and the wheels 4 are turned through the knuckle arms and the like. Further, the rotational force of the steering assist (auxiliary) motor (DC motor) 6 controlled and controlled by the control device 5 is transmitted to the rack shaft 3 by the meshing of the steering shaft 7 including the pinion gear and the rack shaft 3, and the steering wheel 1 is used. It will assist steering. The rotating shafts of the handle 1 and the motor 6 are mechanically connected by gears 2 and 7 and a rack shaft 3.

【0004】一方、後述の操舵トルクセンサ11(図8
参照)により、操舵トルク(戻りトルク)が検出され、
車速センサ12(図8参照)より車速が検出される。そ
して、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロー
ル装置5によってモータ6が制御される。コントロール
装置5およびモータ6には車両に搭載されたバッテリ8
から、その動作電力が供給される。
On the other hand, a steering torque sensor 11 (see FIG.
Steering torque (return torque) is detected by
The vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 12 (see FIG. 8). Then, the motor 6 is controlled by the control device 5 based on the detected torque, the vehicle speed, and the like. The control device 5 and the motor 6 have a battery 8 mounted on the vehicle.
Is supplied with its operating power.

【0005】コントロール装置5は電流検出器、電圧検
出器等の検出器、モータ6を駆動する駆動回路、モータ
6の全体的な制御を統括するコンピュータ(CPU、例
えばマイクロプロセッサ)、メモリ、コンピュータと上
記入/出力機器とのインターフェース回路等から構成さ
れている。
The control device 5 includes detectors such as a current detector and a voltage detector, a drive circuit for driving the motor 6, a computer (CPU, for example, microprocessor) that controls the motor 6 as a whole, a memory, and a computer. It is composed of an interface circuit with the input / output device.

【0006】次に、図8はコントロール装置5に内蔵さ
れたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入/
出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたも
のである。この図において、アシスト指令部10にはト
ルクセンサ11の検出トルクVTと車速センサ12の検
出車速VSとが与えられる。アシスト指令部10内のア
シストトルク値指示関数部13は検出トルクVTに応じ
てモータ6によって発生すべきアシストトルクを表す指
令値を出力する。
Next, FIG. 8 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device 5 in a different manner.
It is drawn together with blocks showing output devices and various circuits. In this figure, the assist command unit 10 is supplied with the detected torque V T of the torque sensor 11 and the detected vehicle speed V S of the vehicle speed sensor 12. The assist torque value instruction function unit 13 in the assist command unit 10 outputs a command value representing the assist torque to be generated by the motor 6 according to the detected torque V T.

【0007】また、乗算定数関数部14は検出車速VS
に応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部15にお
いて上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結
果、乗算演算部15から出力されるアシストトルク値
(又はモータ電流指令値)は図9に示すように、検出ト
ルクVTと検出車速VSによって定められた値となる。
Further, the multiplication constant function unit 14 detects the detected vehicle speed V S
A constant is generated according to the above, and this constant is multiplied by the above-mentioned assist torque command value in the multiplication calculator 15. As a result, the assist torque value (or motor current command value) output from the multiplication calculator 15 becomes a value determined by the detected torque V T and the detected vehicle speed V S , as shown in FIG. 9.

【0008】図9は、操舵トルクVTに応じて、一定範
囲の操舵トルクVTに対してはこれにほぼ比例するモー
タ電流が流れ(アシストトルクが発生し)、上記範囲を
超えると、ある一定のモータ電流が流れる(アシストト
ルクが発生する)ように、また車速VSに応じて、車速
Sが速いときにはモータ電流(アシストトルク)を少
なくし、車速VSが遅いときにはモータ電流(アシスト
トルク)を多くするように、モータ6を制御するための
アシスト指令が発生することを表している。
FIG. 9 shows that when the steering torque V T is in a certain range, a motor current almost proportional to the steering torque V T flows (assist torque is generated) and exceeds the above range. as constant motor current flows (the assist torque is generated), also according to the vehicle speed V S, the motor current (assist when when the vehicle speed V S is high to reduce the motor current (assist torque), the vehicle speed V S is low It indicates that an assist command for controlling the motor 6 is generated so that the torque is increased.

【0009】検出トルクVTは位相補償部16にも与え
られ、この位相補償部16によって検出トルクVTの微
分値が乗算演算部15の出力に加算されることにより、
アシスト指令部10の出力(基準電流指令値)となって
電流制御部20に供給されるる。
The detected torque V T is also given to the phase compensator 16, and the phase compensator 16 adds the differential value of the detected torque V T to the output of the multiplication calculator 15,
The output (reference current command value) of the assist command unit 10 is supplied to the current control unit 20.

【0010】一方、電流制御部20にはアシスト指令部
10の他に、さらに回生ブレーキ指示出力部30の出力
が加算されている。回生ブレーキ指示出力部30は操舵
ハンドル1の操舵角度を検出している操舵角センサ31
の出力に基づいて操舵ハンドル1の中立位置を検出する
とともに、前述した検出トルクVTおよび検出車速VS
基づいて操舵ハンドル1の中立附近でモータ6に回生ブ
レーキをかけるように指示する指令値をアシスト指令部
10の出力に加算し、最終的な電流指令値として電流制
御部20に供給する。
On the other hand, in addition to the assist command unit 10, the output of the regenerative brake command output unit 30 is added to the current control unit 20. The regenerative braking instruction output unit 30 includes a steering angle sensor 31 that detects the steering angle of the steering wheel 1.
The command value for detecting the neutral position of the steering wheel 1 based on the output of the steering wheel 1 and for instructing the motor 6 to apply the regenerative brake near the neutral position of the steering wheel 1 based on the above-described detected torque V T and the detected vehicle speed V S. Is added to the output of the assist command unit 10 and is supplied to the current control unit 20 as a final current command value.

【0011】電流制御部20は、例えば4個のスイッチ
ング素子を含むHブリッジ駆動法に従うPWM(Pulse
Width Modulation)パルスを用いたチョッパ動作によっ
てモータ6を駆動制御するもので、電流フィードバック
制御を行う。すなわち、電機子電流検出部26によって
モータ6の電機子電流iaが検出され、電流偏差演算部
21において与えられた目標電流指令値と検出電流ia
との偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換
部24で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部
25でPWMパルスのデューティ比が決定される。
The current control unit 20 includes a PWM (Pulse) that follows the H-bridge drive method including, for example, four switching elements.
The motor 6 is driven and controlled by a chopper operation using a (Width Modulation) pulse, and current feedback control is performed. That is, the armature current detector 26 detects the armature current ia of the motor 6, and the target current command value and the detected current ia given by the current deviation calculator 21.
The deviation from and is calculated. The absolute value of the deviation is obtained by the absolute value converter 24, and the duty generator 25 determines the duty ratio of the PWM pulse based on the absolute value.

【0012】一方、上記偏差の極性(正又は負)が正負
判別部22で判別され、生成されたデューティ比と判別
された極性はモータ駆動部23に与えられ、モータ駆動
部23はこれらの値に基づいてHブリッジ型に配線され
た4個のスイッチング素子をオン/オフ制御してモータ
6を駆動する。
On the other hand, the polarity (positive or negative) of the above-mentioned deviation is discriminated by the positive / negative discriminating section 22, and the generated duty ratio and the discriminated polarity are given to the motor drive section 23, and the motor drive section 23 determines these values. Based on the above, the four switching elements wired in the H-bridge type are turned on / off to drive the motor 6.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、運
転者(ドライバ)の運転状態、すなわちドライバがその
ときの車速でハンドルを切る状態(操作状態)にかかわ
らず、検出操舵トルクおよび検出車速に基づく操舵アシ
ストトルクが一意に決定される構成となっていたため、
例えばスポーツ走行には手応え感がなく、一方リラック
スした走行中にはハンドルが重く感じるなど、フィーリ
ングが悪化するという問題点があった。
However, in the above-described conventional electric power steering apparatus, the driving state of the driver (driver), that is, the state in which the driver turns the steering wheel at the vehicle speed at that time (operating state). However, the steering assist torque based on the detected steering torque and the detected vehicle speed is uniquely determined,
For example, there is a problem that the driving feel is not good in sports driving, and the steering wheel feels heavy during relaxing driving, which deteriorates the feeling.

【0014】そこで本発明は、運転者の運転状態に応じ
た適切なアシスト力を発生して、高フィーリングな操舵
感を得ることのできる電動式パワーステアリング装置を
提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of generating an appropriate assisting force according to the driving condition of a driver and obtaining a steering feeling with a high feeling.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明による電動式パワーステアリン
グ装置は、操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生す
るモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク
検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵
トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前
記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動式
パワーステアリング装置において、操舵系の操舵角を検
出する操舵角検出手段と、前記車速、操舵系の操舵角に
基づいて所定のファジールールに従ってファジー推論を
行い、運転者の運転状態を推定する運転状態推定手段と
を設け、前記制御手段は、運転状態推定手段によって推
定された運転者の運転状態に基づいて前記モータの駆動
を制御する制御値を補正することを特徴とする。また、
好ましい態様として前記操舵角検出手段は、前記モータ
の印加電圧と電機子電流を検出し、この検出結果から前
記操舵系の操舵角を演算して求めることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with an electric power steering apparatus, which is connected to a steering system and generates a steering assist torque, and a steering torque of the steering system. An electric power steering system including: steering torque detecting means for detecting the vehicle speed; vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed; and control means for controlling the drive of the motor based on the outputs of the steering torque detecting means and the vehicle speed detecting means. In the device, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of a steering system, and a driving state estimating means for estimating a driving state of a driver by performing fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule based on the vehicle speed and the steering angle of the steering system. And the control means sets a control value for controlling the drive of the motor based on the driving state of the driver estimated by the driving state estimating means. Characterized in that it positive. Also,
As a preferred mode, the steering angle detecting means detects the applied voltage and the armature current of the motor, and calculates the steering angle of the steering system from the detection result.

【0016】[0016]

【作用】本発明では、車速、操舵角に基づいて所定のフ
ァジールールに従ってファジー推論が行われて運転者の
運転状態が推定され、推定された運転状態に従ってモー
タの駆動が補正される。したがって、運転者の運転状態
に応じた適切なアシスト力が発生し、高フィーリングな
操舵感が得られる。例えば、スポーツ走行にはアシスト
力が弱まって適度な手応え感があり、リラックスした走
行中にはアシスト力が強まって軽快な操舵感が得られ
る。
In the present invention, fuzzy inference is performed based on the vehicle speed and the steering angle according to a predetermined fuzzy rule to estimate the driving state of the driver, and the driving of the motor is corrected according to the estimated driving state. Therefore, an appropriate assist force is generated according to the driving state of the driver, and a feeling of steering with high feeling can be obtained. For example, the assisting force is weakened in sports driving and a suitable feeling is felt, and the assisting force is strengthened and a light steering feeling is obtained during relaxing driving.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜図6は本発明に係る電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す図である。本実施例の説明に当たり、
従来例と同一構成部分には同一番号を付して重複説明を
省略する。図1は本装置のハード構成を示すブロック図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are views showing an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention. In explaining the present embodiment,
The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of this apparatus.

【0018】この図において、40はコントロール装置
であり、コントロール装置40には操舵トルクセンサ
(操舵トルク検出手段)11、車速センサ(車速検出手
段)12、操舵ハンドル1の操舵角を検出する操舵角セ
ンサ(操舵角検出手段)41、モータ6の温度を検出す
る温度センサ42からの出力信号が入力されるととも
に、コントロール装置40はイグニションスイッチ43
およびバッテリ8に接続されている。
In the figure, reference numeral 40 is a control device, and the control device 40 includes a steering torque sensor (steering torque detecting means) 11, a vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 12, and a steering angle for detecting a steering angle of a steering wheel 1. An output signal from a sensor (steering angle detection means) 41 and a temperature sensor 42 that detects the temperature of the motor 6 is input, and the control device 40 includes an ignition switch 43.
And connected to the battery 8.

【0019】コントロール装置40はモータ6の全体的
な制御を統括するCPU51、リレー駆動回路52、モ
ータ駆動回路53、モータ電流/電圧検出回路54およ
びフェールセーフ回路55によって構成される。CPU
51は操舵トルクセンサ11、車速センサ12、操舵角
センサ41、モータ温度センサ42およびイグニション
スイッチ43からの信号に基づいてモータ6の駆動制御
に必要な処理値を演算し、PWMパルスをモータ駆動回
路53に出力し、モータ駆動回路53はPWMパルスに
従ってモータ6を駆動する。
The control device 40 comprises a CPU 51 which controls the overall control of the motor 6, a relay drive circuit 52, a motor drive circuit 53, a motor current / voltage detection circuit 54 and a fail safe circuit 55. CPU
Reference numeral 51 calculates a processing value required for drive control of the motor 6 based on signals from the steering torque sensor 11, the vehicle speed sensor 12, the steering angle sensor 41, the motor temperature sensor 42, and the ignition switch 43, and outputs a PWM pulse to the motor drive circuit. Then, the motor drive circuit 53 drives the motor 6 in accordance with the PWM pulse.

【0020】モータ電流/電圧検出回路54はモータ駆
動回路53のPWM駆動パルスからモータ電圧およびモ
ータ電流を検出してCPU51に出力する。これに応答
してCPU51は検出されたモータ電流値とモータ電圧
値とに基づいてモータ6の回転速度、回転加速度を演算
するとともに、車速、操舵トルク、操舵角を入力パラメ
ータとして所定のファジールールに従ってファジー推論
を行い、運転者の運転状態を推定し、推定した運転状態
に応じてアシスト力を補正するようにPWM駆動パルス
を制御する。
The motor current / voltage detection circuit 54 detects the motor voltage and the motor current from the PWM drive pulse of the motor drive circuit 53 and outputs them to the CPU 51. In response to this, the CPU 51 calculates the rotation speed and the rotation acceleration of the motor 6 based on the detected motor current value and the motor voltage value, and according to a predetermined fuzzy rule using the vehicle speed, the steering torque, and the steering angle as input parameters. Fuzzy inference is performed to estimate the driving state of the driver, and the PWM drive pulse is controlled so as to correct the assist force according to the estimated driving state.

【0021】フェールセーフ回路55はモータ電流/電
圧検出回路54の出力に基づいてモータ電流等に異常が
あるときはモータ駆動回路53の作動を停止させるなど
の制御を行う。リレー駆動回路52はイグニションスイ
ッチ43がオン状態にあるとき、CPU51の指令に基
づいてパワーリレー56を作動させ、モータ駆動回路5
3にバッテリ8の電源を供給する。
The fail-safe circuit 55 performs control such as stopping the operation of the motor drive circuit 53 based on the output of the motor current / voltage detection circuit 54 when the motor current or the like is abnormal. The relay drive circuit 52 operates the power relay 56 based on a command from the CPU 51 when the ignition switch 43 is in the ON state, and the motor drive circuit 5
The power of the battery 8 is supplied to 3.

【0022】上記モータ電流/電圧検出回路54はモー
タ電流を検出する電流検出手段およびモータ電圧を検出
する電圧検出手段としての機能を有する。CPU51は
運転状態推定手段としての機能を有する。
The motor current / voltage detection circuit 54 has a function as a current detection means for detecting a motor current and a voltage detection means for detecting a motor voltage. The CPU 51 has a function as an operating state estimating means.

【0023】次に、図2はコントロール装置40に内蔵
されたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入
/出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いた
ものである。この図が従来例と異なるのは、アシスト指
令部10における乗算演算部15の出力にファジー推論
部(運転状態推定手段に相当)60および補正値演算部
61の出力が加算されている点である。ファジー推論部
60には、車速センサ12の出力信号と、操舵角センサ
41の出力信号とが入力されている。なお、操舵角セン
サ41の出力信号は操舵ハンドル1が操舵された角度で
あり、これは操舵された量、すなわち操舵量に相当す
る。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device 40, together with blocks showing other input / output devices and various circuits. This diagram differs from the conventional example in that the outputs of the fuzzy inference unit (corresponding to the driving state estimating means) 60 and the correction value calculation unit 61 are added to the output of the multiplication operation unit 15 in the assist command unit 10. .. The output signal of the vehicle speed sensor 12 and the output signal of the steering angle sensor 41 are input to the fuzzy inference unit 60. The output signal of the steering angle sensor 41 is the angle at which the steering wheel 1 is steered, and this corresponds to the steered amount, that is, the steering amount.

【0024】ファジー推論部60は車速および操舵角を
ファジー入力として所定のファジールールに従ってファ
ジー推論を行い、運転者の運転状態を推定するととも
に、この推定値を補正値演算部61に出力し、補正値演
算部61は推定された運転者の運転状態に応じてモータ
6の駆動電流を補正する補正値を演算して乗算演算部1
5の出力に加算し、電流制御部20に出力する。上記フ
ァジー推論部60および補正値演算部61はアシスト補
正部62を構成する。また、上記アシスト指令部10お
よび電流制御部20は制御手段70を構成する。
The fuzzy inference unit 60 uses the vehicle speed and the steering angle as fuzzy inputs to perform fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule, estimates the driving state of the driver, and outputs the estimated value to the correction value calculation unit 61 for correction. The value calculation unit 61 calculates a correction value for correcting the drive current of the motor 6 according to the estimated driving state of the driver, and the multiplication calculation unit 1
It is added to the output of 5 and output to the current control unit 20. The fuzzy inference unit 60 and the correction value calculation unit 61 constitute an assist correction unit 62. Further, the assist command unit 10 and the current control unit 20 form a control means 70.

【0025】ここで、運転状態推定のファジールールに
ついて説明する。図3(A)、(B)は前件部のメンバ
ーシップ関数で、そのうち図3(A)は舵角θに関する
メンバーシップ関数、図3(B)は車速SPに関するメ
ンバーシップ関数である。また、図3(C)は後件部に
おけるファジー出力で、シングルトーン位置で表したメ
ンバーシップ関数である。
Here, the fuzzy rule for estimating the driving state will be described. 3A and 3B are membership functions of the antecedent part, of which FIG. 3A is a membership function regarding the steering angle θ, and FIG. 3B is a membership function regarding the vehicle speed SP. Further, FIG. 3C is a fuzzy output in the consequent part, which is a membership function represented by a single tone position.

【0026】なお、各メンバーシップ関数におけるラベ
ルの意味は、次の通りである。 NL:Negative Large(負方向に大きい) NM:Negative Medium(負方向にやや大きい) NS:Negative Small(負方向に小さい) ZR:Zero(中立である) PS:Positive Small(正方向に小さい) PM:Positive Medium(正方向にやや大きい) PL:Positive Large(正方向に大きい) ただし、負方向はハンドルの左切りの状態で、正方向は
ハンドルの右切りの状態に相当する。
The meaning of the label in each membership function is as follows. NL: Negative Large (large in the negative direction) NM: Negative Medium (slightly large in the negative direction) NS: Negative Small (small in the negative direction) ZR: Zero (neutral) PS: Positive Small (small in the positive direction) PM : Positive Medium (slightly large in the positive direction) PL: Positive Large (large in the positive direction) However, the negative direction corresponds to the left-turned state of the steering wheel, and the positive direction corresponds to the right-turned state of the steering wheel.

【0027】ファジィルールは図4のように示され、式
を用いて表すと、次のようになる。ルールはいわゆるI
F、THEN(もし、ならば)の形式で表現される。 R1.IF 車速=PS AND 操舵角=NL THEN ファジー出力=NS(リラックス走行) R2.IF 車速=PL AND 操舵角=NL THEN ファジー出力=NL(スポーツ走行)
The fuzzy rule is shown in FIG. 4, and is expressed by the following equation. The rule is so-called I
It is expressed in the form F, THEN (if any). R1. IF Vehicle speed = PS AND Steering angle = NL THEN Fuzzy output = NS (Relax) R2. IF vehicle speed = PL AND steering angle = NL THEN fuzzy output = NL (sports driving)

【0028】ファジィルールR1は、「もし、車速が正
方向に小さく、かつ操舵角が負方向に大きい場合にはフ
ァジー出力は負方向に小さく、運転状態はリラックス走
行である。」という意味である。
The fuzzy rule R1 means "if the vehicle speed is small in the positive direction and the steering angle is large in the negative direction, the fuzzy output is small in the negative direction and the driving state is relaxed running". ..

【0029】また、ファジィルールR2は、「もし、車
速が正方向に大きく、かつ操舵角が負方向に大きい場合
にはファジー出力は負方向に大きく、運転状態はスポー
ツ走行である。」という意味である。以下、他のルール
も同様の手法で判断される。なお、運転状態とは、スポ
ーツ走行やリラックスした走行の状態をいう。また、フ
ァジー推論の結果としてその出力値の絶対値が大きい場
合、スポーツ走行を行っている度合いが高く、絶対値が
小さい場合、リラックス走行を行っている度合いが高い
ものとなる。
Further, the fuzzy rule R2 means "if the vehicle speed is large in the positive direction and the steering angle is large in the negative direction, the fuzzy output is large in the negative direction and the driving state is sports running". Is. Hereinafter, other rules are determined by the same method. The driving state means a state of sports running or relaxing running. Further, as a result of the fuzzy inference, if the absolute value of the output value is large, the degree of sports running is high, and if the absolute value is small, the degree of relaxing running is high.

【0030】次に、パワーステアリング制御の動作につ
いて説明する。図5はパワーステアリング制御の処理を
示すメインプログラムである。イグニションスイッチ4
3がオンすると、まずステップS1で車速、操舵角を各
センサ12、41からそれぞれ読み込み、ステップS2
でこれらの車速および操舵角をファジー入力として所定
のファジールールに従ってファジー推論を行い、運転者
の運転状態を推定する。
Next, the operation of the power steering control will be described. FIG. 5 is a main program showing the processing of the power steering control. Ignition switch 4
When 3 is turned on, first, in step S1, the vehicle speed and the steering angle are read from the sensors 12 and 41, respectively, and then in step S2.
Then, the vehicle speed and the steering angle are used as fuzzy inputs to perform fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule to estimate the driving state of the driver.

【0031】その後、ステップS3で運転状態の推定値
をファジー出力として乗算演算部15の出力に加算して
電流制御部20に出力する。これにより、推定された運
転状態に応じてモータ6によるアシスト力を補正するよ
うにPWM駆動パルスが制御され、運転状態に対応する
適切なアシスト力が発生する。
After that, in step S3, the estimated value of the operating state is added to the output of the multiplication calculation section 15 as a fuzzy output and output to the current control section 20. As a result, the PWM drive pulse is controlled so as to correct the assisting force by the motor 6 according to the estimated operating state, and an appropriate assisting force corresponding to the operating state is generated.

【0032】ステップS2におけるファジー推論は図6
に示すサブルーチンで実行される。図3において、まず
車速および操舵角をファジー入力とした後、ステップS
11で条件部の処理を行う。すなわち、入力値(車速お
よび操舵角)とその条件部メンバーシップ関数から、そ
の入力の適合度を求める。次いで、ステップS12で結
論部の処理を行う。すなわち、条件部処理によって求め
られたルール適合度を他の適合度と比較して結論部ラベ
ルごとのファジー出力を求める。次いで、ステップS1
3で重み付け処理を行い、各ルールの結論部に対する影
響度を調整する。例えば、適合度の小さいものを選択し
た後件部に与える。その後、ステップS14でファジー
出力からそれを代表する1つの確定値を計算する。
The fuzzy inference in step S2 is shown in FIG.
It is executed by the subroutine shown in. In FIG. 3, first, the vehicle speed and steering angle are set to fuzzy inputs, and then step S
At 11, the processing of the condition part is performed. That is, the adaptability of the input is obtained from the input values (vehicle speed and steering angle) and the condition part membership function. Next, in step S12, the processing of the conclusion section is performed. That is, the fuzzy output for each label of the conclusion part is found by comparing the rule suitability found by the condition part processing with other suitability. Then, step S1
Weighting processing is performed in step 3 to adjust the degree of influence of each rule on the conclusion part. For example, the one having the smaller matching degree is selected and given to the consequent part. Then, in step S14, one definite value representing the fuzzy output is calculated.

【0033】すなわち、後件部では上記メンバーシップ
関数をMAX合成処理によって重ね合わせて合成出力を
生成し、その後、デファジファイヤによってこの合成出
力の重心から1つの確定値を得る。このようにして運転
状態を推定し、図4に示すように、スポーツ走行、リラ
ックス走行のモードを得る。
That is, in the consequent part, the membership functions are superposed by the MAX combining process to generate a combined output, and then the defuzzifier obtains one definite value from the center of gravity of the combined output. In this way, the driving state is estimated, and as shown in FIG. 4, the modes of sports running and relaxing running are obtained.

【0034】このように、本実施例では車速、操舵角に
基づいて所定のファジールールに従ってファジー推論が
行われて運転者の運転状態が推定され、推定された運転
状態に従ってモータの駆動力が補正される。したがっ
て、単に検出操舵トルクおよび検出車速に基づいて操舵
アシストトルクが一意に決定されるのではなく、運転者
の運転状態に応じた適切なアシスト力が発生し、高フィ
ーリングな操舵感が得られる。例えば、スポーツ走行に
はアシスト力が弱まって適度な手応え感があり、リラッ
クスした走行中にはアシスト力が強まって軽快な操舵感
を得ることができ、何れの場合にも高フィーリングパワ
ーステアリングを実現することができる。
As described above, in this embodiment, the driving state of the driver is estimated by performing the fuzzy inference according to the predetermined fuzzy rule based on the vehicle speed and the steering angle, and the driving force of the motor is corrected according to the estimated driving state. To be done. Therefore, the steering assist torque is not uniquely determined based on the detected steering torque and the detected vehicle speed, but an appropriate assist force is generated according to the driving state of the driver, and a high-feeling steering feeling is obtained. .. For example, the assisting force is weakened in sports driving and there is an appropriate feeling of response, and the assisting force is strengthened during relaxed driving and a light steering feeling can be obtained. Can be realized.

【0035】なお、上記実施例では操舵角を操舵角セン
サの出力から算出しているが、これに限らず、例えばモ
ータ6の電圧/電流からモータ回転速度を算出し、さら
にこれを積分した値から操舵角を求めるようにしてもよ
い。このようにすると、操舵角センサが不要になってコ
ストを低減することが可能になる。
Although the steering angle is calculated from the output of the steering angle sensor in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the motor rotation speed is calculated from the voltage / current of the motor 6 and the integrated value is calculated. The steering angle may be calculated from the steering angle. With this configuration, the steering angle sensor is not needed, and the cost can be reduced.

【0036】すなわち、まずモータ電圧VMと、モータ
電流IMの値からモータ6の回転速度dθ/dtを求め
ると、このモータ6の回転速度dθ/dtは操舵角速度
を表し、これは操舵角に対応するものとなる。その後、
モータ6の回転速度dθ/dtの算出値を積分して操舵
角を求める。なお、モータ6の回転速度dθ/dtは、
モータ電圧VMと、モータ電流IMの値から次式に従って
演算されるオブザーバ出力となり、これにより操舵角セ
ンサが不要な構成になる。 VM=RaM+Kedθ/dt ただし、Ra:電機子電流、Ke:誘起電圧定数
That is, first, when the rotation speed dθ / dt of the motor 6 is obtained from the values of the motor voltage V M and the motor current I M , the rotation speed dθ / dt of the motor 6 represents the steering angular velocity, which is the steering angle. Will correspond to. afterwards,
The calculated value of the rotation speed dθ / dt of the motor 6 is integrated to obtain the steering angle. The rotation speed dθ / dt of the motor 6 is
The observer output is calculated from the motor voltage V M and the value of the motor current I M according to the following equation, which makes the steering angle sensor unnecessary. V M = R a I M + K e dθ / dt where R a is the armature current, K e is the induced voltage constant.

【0037】なお、本実施例ではファジー推論を行う運
転状態推定手段をソフトによって実現しているが、例え
ばファジーチップを用いてハード的に実現してもい。
In this embodiment, the operating state estimating means for carrying out fuzzy inference is realized by software, but it may be realized by hardware using a fuzzy chip, for example.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、ファジー推論により運
転者の運転状態を推定しているので、運転者の運転状態
に応じた適切なアシスト力を発生させることができ、高
フィーリングな操舵感を得ることができる。例えば、ス
ポーツ走行にはアシスト力が弱まって適度な手応え感を
得ることができ、リラックスした走行中にはアシスト力
が強まって軽快な操舵感を得ることができる。
According to the present invention, since the driving state of the driver is estimated by fuzzy inference, it is possible to generate an appropriate assisting force according to the driving state of the driver, and the steering with high feeling can be obtained. You can get a feeling. For example, the assisting force is weakened in sports driving and a proper feeling of response can be obtained, and the assisting force is strengthened and a light steering feeling can be obtained during relaxing traveling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
一実施例のハード構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示したコントロール装置に内蔵されたコ
ンピュータの各種機能をブロック的に示す図である。
FIG. 2 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in the control device shown in FIG.

【図3】同実施例のファジー推論で用いられるメンバー
シップ関数を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a membership function used in fuzzy inference according to the embodiment.

【図4】同実施例のファジールールを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fuzzy rule of the embodiment.

【図5】同実施例のパワーステアリング制御のメインプ
ログラムのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a main program for power steering control according to the same embodiment.

【図6】同実施例のファジー推論のサブルーチンを示す
フローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a fuzzy reasoning subroutine of the embodiment.

【図7】従来のパワーステアリング装置の機械系の一例
を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a mechanical system of a conventional power steering device.

【図8】従来のパワーステアリング装置のコントロール
装置に内蔵されたコンピュータの各種機能をブロック的
に示す図である。
FIG. 8 is a block diagram showing various functions of a computer incorporated in a control device of a conventional power steering device.

【図9】従来のパワーステアリング装置のアシストトル
クの特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing characteristics of assist torque of a conventional power steering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 モータ 10 アシスト指令部 11 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段) 12 車速センサ(車速検出手段) 20 電流制御部 40 コントロール装置 43 イグニションスイッチ 51 CPU(運転状態推定手段) 52 リレー駆動回路 53 モータ駆動回路 54 モータ電流/電圧検出回路(電流検出手段、電圧
検出手段) 55 フェールセーフ回路 60 ファジー推論部(運転状態推定手段) 61 補正値演算部 70 制御手段
6 Motor 10 Assist Command Unit 11 Steering Torque Sensor (Steering Torque Detecting Means) 12 Vehicle Speed Sensor (Vehicle Speed Detecting Means) 20 Current Control Unit 40 Control Device 43 Ignition Switch 51 CPU (Operating State Estimating Means) 52 Relay Drive Circuit 53 Motor Drive Circuit 54 motor current / voltage detection circuit (current detection means, voltage detection means) 55 fail-safe circuit 60 fuzzy inference section (operating state estimation means) 61 correction value calculation section 70 control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 137:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display B62D 137: 00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発
生するモータと、 操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基
づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備え
た電動式パワーステアリング装置において、 操舵系の操舵角を検出する操舵角検出手段と、 前記車速、操舵系の操舵角に基づいて所定のファジール
ールに従ってファジー推論を行い、運転者の運転状態を
推定する運転状態推定手段とを設け、 前記制御手段は、運転状態推定手段によって推定された
運転者の運転状態に基づいて前記モータの駆動を制御す
る制御値を補正することを特徴とする電動式パワーステ
アリング装置。
1. A motor connected to a steering system for generating a steering assist torque, a steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering system, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, the steering torque detecting means and the vehicle speed. In an electric power steering apparatus including: a control unit that controls driving of the motor based on an output of a detection unit, a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering system, the vehicle speed, and a steering angle of the steering system. Fuzzy inference according to a predetermined fuzzy rule based on, provided with a driving state estimating means for estimating the driving state of the driver, the control means, based on the driving state of the driver estimated by the driving state estimating means An electric power steering apparatus characterized by correcting a control value for controlling driving of the motor.
【請求項2】 前記操舵角検出手段は、前記モータの印
加電圧と電機子電流を検出し、この検出結果から前記操
舵系の操舵角を演算して求めることを特徴とする請求項
1記載の電動式パワーステアリング装置。
2. The steering angle detecting means detects an applied voltage and an armature current of the motor, and calculates a steering angle of the steering system from the detection result, and calculates the steering angle. Electric power steering device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN108382456A (en) * 2018-04-04 2018-08-10 辽宁工业大学 A kind of pilotless automobile electric wire-control transfer and rotating direction control method

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